A gauche :la cellule L=30 cm de hauteur G=D/L=1 RBC avec des plaques supérieure et inférieure de 28 mm d'épaisseur D=30 cm de diamètre en cuivre recuit thermiquement de conductivité thermique λp =2210Wm −1 K −1 et capacité thermique cp =0.144Jkg −1 K −1 à Til =(TT +TB )/2≈5K , où TT et TB sont des températures typiques des plaques supérieure et inférieure. De la plaque supérieure, la majeure partie de la chaleur est évacuée via la chambre d'échange de chaleur vers le récipient He liquide au-dessus. La température de la plaque supérieure TT (t) est approximativement réglé par la pression dans la chambre d'échange de chaleur et plus précisément réglé et modulé par le réchauffeur uniformément réparti collé dans la rainure en spirale sur le côté supérieur de la plaque supérieure. Un réchauffeur similaire fournit une chaleur constante ou modulée de manière harmonique à la plaque inférieure. La température du flux convectif aux emplacements indiqués (distances en millimètres) est sondée par de petits capteurs Ge (numérotés de 1 à 12) et celle des plaques par les capteurs Ge finement calibrés Tt1 , Tt2 , Tb1 , et Tb2 intégrés en eux ; voir la photo en haut à droite, montrant leurs positions et le bosquet du réchauffeur en spirale. Crédit :Lettres d'examen physique (2022). DOI : 10.1103/PhysRevLett.128.134502
Une équipe de chercheurs de l'Institut des instruments scientifiques travaillant avec un collègue de l'Université Charles, tous deux en République tchèque, a montré que la chaleur circule plus efficacement lorsque la température du matériau à travers lequel elle circule oscille, au lieu de rester stable. Dans leur article publié dans la revue Physical Review Letters, le groupe décrit les expériences qu'ils ont menées avec le chauffage et le refroidissement de l'hélium dans un conteneur et sa pertinence par rapport à une théorie proposée il y a à peine deux ans.
En 1916, le physicien John William Strutt, 3e baron Rayleigh, a montré un exemple de flux de chaleur oscillant. Il a rempli un récipient avec un fluide, puis a placé un serpentin chauffé en dessous et une plaque de refroidissement sur le dessus. Cela a forcé le liquide à monter et descendre dans le récipient. L'effet est connu sous le nom de convection de Rayleigh-Bénard - on peut le voir dans l'action des lampes à lave. Il y a deux ans, une équipe de l'Université de Twente a proposé que le flux de chaleur dans un système de convection Rayleigh-Bénard serait plus efficace si la chaleur provenant de la base oscillait. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont montré que cette théorie était correcte.
Le travail consistait à créer un conteneur avec un dispositif de chauffage au fond qui pouvait se déplacer à travers un gradient de température au fil du temps. Et comme Strutt, ils ont placé un dispositif de refroidissement sur le dessus. Contrairement à Strutt, cependant, ils utilisaient un gaz plutôt qu'un liquide - dans leur cas, l'hélium. Ils ont également mené leurs expériences à des températures inférieures à la température ambiante. Pour en savoir plus sur l'impact de ces oscillations sur la chaleur circulant dans le système, ils ont effectué plusieurs essais au cours desquels la vitesse des oscillations variait de 0,006 à 0,2 Hz.
Ils ont constaté que, comme prévu, une source de chaleur oscillante déplaçait la chaleur dans le système plus efficacement, jusqu'à 25 % de plus. Une théorie antérieure suggérait que l'amélioration de l'efficacité était due à une déstabilisation entre les limites des liquides dans la chambre, permettant aux zones liquides qu'elles contiennent de se déplacer plus facilement les unes par rapport aux autres.
© 2022 Réseau Science X Expérience innovante de récupération de chaleur perdue en Suède
